第3章 物理层与MCTP传输 - 页码41
我们现在深入理解 NVMe-MI 中 消息完整性检查(Message Integrity Check, MIC)机制,特别是其在 CRC-32C 校验计算中的应用流程。以下为全面分解与总结,帮助你真正吃透这一机制。
📦 什么是 Message Integrity Check (MIC)?
MIC 是一个用于校验 NVMe-MI 消息是否完整可靠 的机制。在带外通信中尤为重要,它使用一种标准的 32-bit CRC(CRC-32C) 校验,保护传输的数据不被篡改或破坏。
✅ 注意: 仅在 IC 位为 1 的 NVMe-MI 消息中计算和携带 MIC(如带外传输)。在带内机制中,IC 恒为 0,因此不使用 MIC。
🧮 MIC 计算过程(发送方)
这是消息发送方(例如 Management Controller)计算 CRC 的完整过程:
步骤:
- 初始化 CRC 寄存器:
- 设置为
0xFFFFFFFF
-
相当于对消息体最低 32 位(Dword 0)求按位反转。
-
准备消息体:
-
将原始消息后面附加 4 字节(32 位)
0x00000000
占位符,用于后续 MIC 填写。 -
构造 M(x) 多项式(消息多项式):
- 把整个消息看作比特流;
- 位反转:对每个字节中的位进行 bit 0 与 bit 7 对调(反射);
-
构成消息的多项式表示。
-
用生成多项式
1EDC6F41h
进行除法: -
得到 32-bit 的 CRC 余数
R(x)
-
每字节反转(RefOut):
-
R(x) 每个字节再次执行 bit 反转,得到
R′(x)
-
最终结果按位反转(XorOut):
-
R′(x) 执行按位非运算,得出
R′′(x)
-
填入 MIC 字段:
- 将
R′′(x)
写入消息末尾的 MIC 区域。
✅ CRC 校验示例图解(Figure 22)
M(x):为反射后的消息二进制流表示,按位排列
Byte 0 Byte 1 ... Byte Y-1
↓ ↓ ↓
bit 0 bit 0 bit 0
bit 1 bit 1 bit 1
...
bit 7 bit 7 bit 7
最终 MIC = Invert(RefOut(Divide(RefIn(M(x)), Poly)))
🧪 MIC 验证过程(接收方)
消息接收者如何验证 MIC 正确性:
- 保存接收到的 MIC 字段
- 清零 MIC 字段为 0h
- 初始化 CRC 寄存器为
0xFFFFFFFF
- 重新构造反射后的 M(x)
- 再次除以多项式,得到余数 R(x)
- 执行 RefOut(每字节反射)
- 执行 XorOut(按位非)→ 得到 R′′(x)
- 比较步骤 1 中的 MIC 与 R′′(x)
若一致,则说明该消息完整且未损坏。
🔢 CRC-32C 参数一览(Rocksoft Model)
参数 | 值 |
---|---|
Name | CRC-32C |
Width | 32 bits |
Poly | 0x1EDC6F41 |
Init | 0xFFFFFFFF |
RefIn | True |
RefOut | True |
XorOut | 0xFFFFFFFF |
Check | 0xE3069283 |
这个参数组合与大多数硬件 CRC 引擎、Intel Slicing-by-8 算法兼容。
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- ✅ Python 示例代码:使用
crc32c
或binascii.crc32
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